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問題 No.2441 行列累乗
ユーザー hiromi_ayasehiromi_ayase
提出日時 2023-08-25 21:42:30
言語 C++17
(gcc 12.3.0 + boost 1.83.0)
結果
AC  
実行時間 2 ms / 2,000 ms
コード長 3,441 bytes
コンパイル時間 3,973 ms
コンパイル使用メモリ 262,620 KB
実行使用メモリ 6,944 KB
最終ジャッジ日時 2024-06-06 16:05:19
合計ジャッジ時間 4,953 ms
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（参考情報） 		judge5 / judge4
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6,816 KB
testcase_01 AC 2 ms
6,944 KB
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6,940 KB
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ソースコード

diff # 

#include <bits/stdc++.h>

#include <atcoder/all>
using namespace std;
using i32 = int;
using u32 = unsigned int;
using i64 = long long;
using u64 = unsigned long long;
#define FAST_IO                \
  ios::sync_with_stdio(false); \
  cin.tie(0);
const i64 INF = 1001001001001001001;
using Modint = atcoder::static_modint<998244353>;

template <typename T, int H, int W>
struct Matrix {
  using Array = array<array<T, W>, H>;
  Array A;

  Matrix() : A() {
    for (int i = 0; i < H; i++)
      for (int j = 0; j < W; j++) (*this)[i][j] = T();
  }

  int height() const { return H; }

  int width() const { return W; }

  inline const array<T, W> &operator[](int k) const { return A[k]; }

  inline array<T, W> &operator[](int k) { return A[k]; }

  static Matrix I() {
    assert(H == W);
    Matrix mat;
    for (int i = 0; i < H; i++) mat[i][i] = 1;
    return (mat);
  }

  Matrix &operator+=(const Matrix &B) {
    for (int i = 0; i < H; i++)
      for (int j = 0; j < W; j++) A[i][j] += B[i][j];
    return (*this);
  }

  Matrix &operator-=(const Matrix &B) {
    for (int i = 0; i < H; i++)
      for (int j = 0; j < W; j++) A[i][j] -= B[i][j];
    return (*this);
  }

  Matrix &operator*=(const Matrix &B) {
    assert(H == W);
    Matrix C;
    for (int i = 0; i < H; i++)
      for (int k = 0; k < H; k++)
        for (int j = 0; j < H; j++) C[i][j] += A[i][k] * B[k][j];
    A.swap(C.A);
    return (*this);
  }

  Matrix &operator^=(long long k) {
    Matrix B = Matrix::I();
    while (k > 0) {
      if (k & 1) B *= *this;
      *this *= *this;
      k >>= 1LL;
    }
    A.swap(B.A);
    return (*this);
  }

  Matrix operator+(const Matrix &B) const { return (Matrix(*this) += B); }

  Matrix operator-(const Matrix &B) const { return (Matrix(*this) -= B); }

  Matrix operator*(const Matrix &B) const { return (Matrix(*this) *= B); }

  Matrix operator^(const long long k) const { return (Matrix(*this) ^= k); }

  bool operator==(const Matrix &B) const {
    for (int i = 0; i < H; i++)
      for (int j = 0; j < W; j++)
        if (A[i][j] != B[i][j]) return false;
    return true;
  }

  bool operator!=(const Matrix &B) const {
    for (int i = 0; i < H; i++)
      for (int j = 0; j < W; j++)
        if (A[i][j] != B[i][j]) return true;
    return false;
  }

  friend ostream &operator<<(ostream &os, const Matrix &p) {
    for (int i = 0; i < H; i++) {
      os << "[";
      for (int j = 0; j < W; j++) {
        os << p[i][j] << (j + 1 == W ? "]\n" : ",");
      }
    }
    return (os);
  }

  T determinant(int n = -1) {
    if (n == -1) n = H;
    Matrix B(*this);
    T ret = 1;
    for (int i = 0; i < n; i++) {
      int idx = -1;
      for (int j = i; j < n; j++) {
        if (B[j][i] != 0) {
          idx = j;
          break;
        }
      }
      if (idx == -1) return 0;
      if (i != idx) {
        ret *= T(-1);
        swap(B[i], B[idx]);
      }
      ret *= B[i][i];
      T inv = T(1) / B[i][i];
      for (int j = 0; j < n; j++) {
        B[i][j] *= inv;
      }
      for (int j = i + 1; j < n; j++) {
        T a = B[j][i];
        if (a == 0) continue;
        for (int k = i; k < n; k++) {
          B[j][k] -= B[i][k] * a;
        }
      }
    }
    return (ret);
  }
};

int main() {
  FAST_IO

  Matrix<i64, 2, 2> m;
  cin >> m[0][0] >> m[0][1] >> m[1][0] >> m[1][1];

  m = m * m * m;

  cout << m[0][0] << " " << m[0][1] << endl;
  cout << m[1][0] << " " << m[1][1] << endl;
}
0